专利名称：具有表面结构的光学膜的制作方法
技术领域：
本发明是有关光学膜，尤其是有关用于液晶显示器(LCD, Liquid Crystal Display)的背光系统或其它需要的具有复数棱镜柱结构的光学膜。
背景技术：
请参阅图1所示。 一般液晶显示器的背光系统，包括冷阴极灯管 (CCFL)ll、导光板(LGP)12、下扩散片(Bottom diffliser)13、聚光片(Prism sheet)14、上扩散片(Top difftiser)15及反射板(Reflector)16所组成。请参阅图2所示。公知聚光片14是由复数个纵向平行排列的三角形 的棱镜柱(Prism rod)141及基材(Substrate)142所组成。棱镜柱141结合于 基材142的一侧边。每一菱镜柱141的高度、宽度相同，且棱镜柱141的 棱线高度不变，走向为直线，棱线两侧的斜面相对称。请参阅图3所示。聚光片14的光学路径模式有三种1、 全反射回收(TRIRecycle):光线143由棱镜柱141内约在垂直棱镜柱141底面的虚拟垂直轴140 的士4。内射入时，受棱镜斜面柱141的全反射现象影响，经两次全反射后， 回收至背后光源方向，继续扩散传播利用；2、 二次折射回收(2nd Reflection Recycle):光线144经由两组棱镜柱141的折射后，再回收至背后光源方向，继续扩散传播利用；及3、直接折射(Directed Reflective):光线145经由棱镜柱141的斜面折射出，此光路模式有集中光线的作 用；如图3中所示，由棱镜柱141的视角80°范围内折射出的光线才有利 用价值。请参阅图4所示。上述具有复数纵向平行规律排列的棱镜柱141的聚 光片14，当其上方迭置一上扩散片15或另一聚光片等上层材料膜时，会 产生如下问题1、 容易发生光色散的现象。2、 容易发生迭纹的现象。3、 聚光片14与上层的上扩散片15之间会有沾粘的问题。4、 聚光片14与上扩散片15沾粘的区域151，在大视角观察时有白斑 的现象。5、 聚光片14于沾粘的区域151的峰(Peak)直接与上扩散片15等上层 材料膜接触容易刮伤上层材料膜。美国专利第5,919,551号所揭示一种变化间距结构的光学膜(Variable pitch structured optical film),包含至少三个相邻棱镜柱之间具有第一种峰 间距(Peakpitch)的第一组棱镜柱，及第二组棱镜柱；第一组棱镜柱的峰间 距不同于第二组棱镜柱的峰间距，以减少穆尔干涉条纹(Moire interference pattems)的能见度。发明内容为了使光学膜具有新的结构，减少光学膜与其它材料膜相迭时容易发生光色散及迭纹的现象，而提出本发明。为实现上述目的，本发明提供的具有表面结构的光学膜，用以减少光 学膜与其它材料膜相迭时发生光色散及迭纹的现象者，包括一基材，可供 光线穿射通过；该基材的一表面包含有复数纵向接近平行排列的复数光控 制组件；该等光控制组件分别具有峰；该等相邻的峰之间分别具有谷；该 等相邻的谷之间分别具有谷间距；该等峰分别具有峰顶角；该等谷分别具 有谷底角；其中该等光控制组件的峰的高度呈周期性的变化。所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等光控制组件的峰的高度呈 弦波式变化。所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等谷之间的谷间距随峰的高 度变化呈等比变化。所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等光控制组件的峰顶角均相等。所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等光控制组件的谷底角均相等。所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等光控制组件中任两个峰之间的高度差在5微米至1微米之间。所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等峰中最高的峰为最低的峰 之高度的1.2倍至1.05倍之间。所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等峰的高度变化周期约包含 40~400个峰。所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等光控制组件的峰的高度呈 钟摆状周期性的变化，即每个峰的两斜面的中分线会随位置不同成钟摆状周期性的左右倾斜。所述的具有表面结构的光学膜，其中，该每个峰与最高的峰的高度差 hd的值由下式获得= L(l -COS0)其中，Lr为最高的峰的高度值；e为峰的偏摆角度。所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等谷之间的谷间距随峰的高 度变化而变化。所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等光控制组件的峰顶角均相等o所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等光控制组件的谷底角随位 置不同而改变。所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等光控制组件中任两个相邻的峰的偏摆角度差异在0.5度至0.05度之间。所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等峰的最大偏摆角度在15 度至2度之间。所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等峰的高度变化周期约包含 40~400个峰。所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等峰顶角的夹角范围为70度至IIO度之间。所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等峰顶角为圆弧角。 所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等峰顶角的夹角范围为70度至IIO度之间。所述的具有表面结构的光学膜，其中，该光控制组件为棱镜柱。 本发明提供的具有表面结构的光学膜，可减少光学膜与其它材料膜相迭时发生光色散的现象。本发明提供的具有表面结构的光学膜，可减少光学膜与其它材料膜相 迭时发生迭纹的现象。本发明提供的具有表面结构的光学膜，可减少光学膜与其它材料膜相 迭时产生沾粘的问题。本发明提供的具有表面结构的光学膜，可减少光学膜其它材料膜相迭 时的沾粘区域，在大角度观察时产生白斑的现象。本发明提供的具有表面结构的光学膜，可减少光学膜刮伤上层材料膜 的下表面，有助于增加包含聚光片及上层材料膜等之电子产品的制造良 率。
图1为已知显示器的背光系统示意图。 图2为已知聚光片的示意图。图3为已知聚光片的各种光线折射模式的示意图。 图4为已知聚光片支撑上层材料膜的示意图。 图5为本发明第一实施例的光学膜的剖面示意图。 图6为本发明第二实施例的光学膜的剖面示意图。 图7为说明本发明第二实施例的峰的两斜面之中分线呈钟摆状周期性 左右倾斜的状态的示意图。图8为本发明第三实施例的光学膜的剖面示意图。
具体实施方式
本发明的其它目的、功效，请参阅附图及实施例，详细说明如下。 请参阅图5所示。本发明具有表面结构的光学膜，用以减少光学膜与其它材料膜相迭时发生光色散及迭纹的现象者。本发明第一实施例的具有 表面结构的光学膜30，包括 一基材31，可供光线穿射通过。基材31的一表面包含有复数纵向接近平行排列的光控制组件，例如棱镜柱32、 33、 34、 35;各个棱镜柱32、 33、 34、 35分别具有两个斜面形成一个独立的 峰(Peak)321、 331、 341、 351;相邻的两个峰321、 331、 341、 351之间的 两斜面分别形成独立的谷(Valley)36、 37、 38;每个峰32K 331、 341、 351 分别具有峰高322、 332、 342、 352;相邻的谷36、 37、 38之间分别具有 谷间距361、 371。本实施例光学膜30的特征在于每个峰321、 331、 341、 351的峰顶 角(Dihedral angle)与每个谷36、 37、 38的谷底角均相等；复数个峰321、 331、 341、 351的峰高322、 332、 342、 352的高度呈周期性的变化，例如 呈弦波式变化，如图中连接各峰的虚线所示；且复数个谷36、 37、 38之 间的谷间距361、 371随峰高的变化呈等比变化。本实施例光学膜30的任两棱镜柱的峰高之间的高度差在5um (微米) 至lum之间；最高的峰高的高度为最低的峰高的高度的1.2倍至1.05倍之 间；每一次峰高的高度变化周期约包含40~400个峰；峰顶角的夹角范围 为70度至110度之间。本实施例光学膜30的相邻两棱镜柱的谷间距约在 52um至48um之间。本实施例的峰顶角可为圆弧角，如图8所示光学膜 50的各光控制组件52的峰521呈圆弧状。当光学膜30与其它的光学膜互相堆栈时，由于光学膜30的棱镜柱32、 33、 34、 35的峰高322、 332、 342、 352的高度及谷间距361、 371呈周期 性的变化，使由光学膜30的上方射出的光线呈不规则的变化，较不会产 生光色散及迭纹的现象；且由于光学膜30的棱镜柱32、 33、 34、 35的峰 高322、 332、 342、 352的高度呈周期性的变化，呈如弦波式变化的设计， 当光学膜40的上端堆栈另一光学膜时，另一光学膜的底边只接触少数凸 出的光控制组件的峰，如图5中棱镜柱32的峰321，而不会接触较凹陷的棱镜柱34、 35的峰341、 351;因此可大幅减少光学膜30与其上端的光学 膜的接触面积，可有效减少与上层光学膜之间的沾粘问题，并可减少沾粘 区域在大角度观察时有白斑的现象，并可减少棱镜柱的峰与上层光学膜直 接接触而刮伤上层光学膜的机率，有助于增加产品制造的良率。请参阅图6所示。本发明第二实施例的具有表面结构的光学膜40的 结构，包括一基材41的一表面具有纵向接近平行排列的光控制组件，例 如棱镜柱42、 43、 44、 45;各个棱镜柱42、 43、 44、 45分别具有两个斜 面形成一个独立的峰421、 431、 441、 451;相邻的两个峰421、 431、 441、 451之间的两斜面分别形成独立的谷46、 47、 48;每个峰421、 431、 441、 451的峰顶角均相等。本发明第二实施例的光学膜40与前述第一实施例的 光学膜30相同，每个峰421、 431、 441、 451的高度呈周期性的变化，如 图中连接各峰的虚线所示者；但本实施例的峰42K 431、 441、 451的高 度呈如钟摆状周期性的变化，即每个峰421、 431、 441、 451的两斜面之 中分线422、 432、 442、 452会随位置不同成钟摆状周期性的左右倾斜， 谷46、 47、 48的夹角也随位置不同而改变。如图6、 7所示，每一个峰421、 431、 441、 451的两斜面的中分线422、 432、 442、 452呈钟摆状周期性左右倾斜的状态，如一摆长为最高的峰的 高度Lr的钟摆，其一端以特定中心C为轴，其另一端周期性的向左右两 侧悬摆而呈倾斜的状态，故每个峰与最高的峰的高度差hd，随其中分线 422、 432、 442、 452因呈钟摆状周期性左右倾斜，而产生周期性的变化。 每个峰与最高的峰的高度差hd的值可由下式获得<formula>formula see original document page 10</formula>其中，Lr为最高的峰的高度值；e为峰的偏摆角度。 本实施例光学膜40的任两个相邻的峰的偏摆角度差异不大于0.5度至 0.05度之间；每一个峰的最大偏摆角度不大于15度至2度之间；每一次10峰高的高度变化周期约包含40 400个峰；峰顶角的夹角范围为70度至110 度之间。本实施例的峰顶角可为圆弧角。本实施例的光学膜40的峰421、 431、 441、 451的高度呈如钟摆状周 期性的变化，每个峰421、 431、 441、 451的两斜面的中分线422、 432、 442、 452会随位置不同成钟摆状周期性的左右倾斜，谷46、 47、 48的夹 角也随位置不同而改变，因此当光学膜40与其它的光学膜互相堆栈时， 较不会产生光色散及迭纹的现象；且由于光学膜40的棱镜柱42、 43、 44、 45的峰高422、 432、 442、 452的高度呈周期性的变化，呈如钟摆状周期 性的变化，当光学膜40的上端堆栈另一光学膜时，另一光学膜的底边只 接触少数凸出的光控制组件的峰，如图6中棱镜柱42的峰421，而不会接 触较凹陷的棱镜柱44、 45的峰441、 451;因此可大幅减少光学膜40与其 上端的光学膜的接触面积，可有效减少与上层光学膜之间的沾粘问题，并 可减少沾粘区域在大角度观察时有白斑的现象，并可减少棱镜柱的峰与上 层光学膜直接接触而刮伤上层光学膜的机率，有助于增加产品制造的良 率。本发明两相邻棱镜柱之间的峰的高度呈周期性的变化及谷间距呈相 对应的变化，及各光控制组件的峰顶角为圆弧状之设计均有别于上述美国 专利所揭示的光学膜。本发明使光学膜峰的高度呈周期性的变化及谷间距 呈相对应的变化的结构，可有效减少两相迭光学膜的光色散现象，并可减 少迭纹发生的机会；且利用光学膜的复数棱镜柱上端的峰的高度呈周期性 的变化，可减少光学膜支撑于上层材料膜的下表面时产生的沾粘的问题， 及减少光学膜及上层材料膜之间的沾粘区域，在大视角观察时有白斑的现 象，亦减少峰刮伤上层材料膜的机会，有助于增加包含光学膜及上层材料 膜等电子产品的制造良率。各棱镜柱的峰顶角为圆弧状之设计，更能减少 峰刮伤上层材料膜的机会。以上所记载，仅为利用本发明技术内容的实施例，任何熟悉本技术人 员运用本发明所为的修饰、变化，皆属本发明主张的权利要求范围，而不 限于实施例所揭示。
权利要求
1、一种具有表面结构的光学膜，用以减少光学膜与其它材料膜相迭时发生光色散及迭纹的现象者，包括一基材，供光线穿射通过；该基材的一表面包含有复数纵向接近平行排列的复数光控制组件；该等光控制组件分别具有峰；该等相邻的峰之间分别具有谷；该等相邻的谷之间分别具有谷间距；该等峰分别具有峰顶角；该等谷分别具有谷底角；其中该等光控制组件的峰的高度呈周期性的变化。
2、 如权利要求1所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等光控制 组件的峰的高度呈弦波式变化。
3、 如权利要求2所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等谷之间 的谷间距随峰的高度变化呈等比变化。
4、 如权利要求3所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等光控制 组件的峰顶角均相等。
5、 如权利要求4所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等光控制 组件的谷底角均相等。
6、 如权利要求5所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等光控制 组件中任两个峰之间的高度差在5微米至1微米之间。
7、 如权利要求5所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等峰中最 高的峰为最低的峰之高度的1.2倍至1.05倍之间。
8、 如权利要求5所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等峰的高 度变化周期约包含40-400个峰。
9、 如权利要求1所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等光控制 组件的峰的高度呈钟摆状周期性的变化，即每个峰的两斜面的中分线会随 位置不同成钟摆状周期性的左右倾斜。
10、 如权利要求9所述的具有表面结构的光学膜，其中，该每个峰与最高的峰的高度差hd的值由下式获得<formula>formula see original document page 3</formula>其中，Lr为最高的峰的高度值；e为峰的偏摆角度。
11、 如权利要求9所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等谷之间 的谷间距随峰的高度变化而变化。
12、 如权利要求11所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等光控 制组件的峰顶角均相等。
13、 如权利要求12所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等光控 制组件的谷底角随位置不同而改变。
14、 如权利要求13所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等光控 制组件中任两个相邻的峰的偏摆角度差异在0.5度至0.05度之间。
15、 如权利要求13所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等峰的 最大偏摆角度在15度至2度之间。
16、 如权利要求13所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等峰的 高度变化周期约包含40 400个峰。
17、 如权利要求1至16中任一项所述的具有表面结构的光学膜，其 中，该等峰顶角的夹角范围为70度至110度之间。
18、 如权利要求1至16中任一项所述的具有表面结构的光学膜，其 中，该等峰顶角为圆弧角。
19、 如权利要求18所述的具有表面结构的光学膜，其中，该等峰顶 角的夹角范围为70度至110度之间。
20、 如权利要求18所述的具有表面结构的光学膜，其中，该光控制 组件为棱镜柱。
全文摘要
一种具有表面结构的光学膜，包括一基材的一表面包含有复数纵向接近平行排列的光控制组件；复数光控制组件之间的峰高度呈周期性的变化及谷间距呈相对应的变化，可有效减少两相迭光学膜的光色散现象，并可减少迭纹发生的机会。
文档编号G02F1/1335GK101285899SQ20071009114
公开日2008年10月15日 申请日期2007年4月10日 优先权日2007年4月10日
发明者郭浩然 申请人:光耀科技股份有限公司